10级模板专项施工方案设计任务书施工修.docx

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10级模板专项施工方案设计任务书施工修

福建工程学院

10级土木工程专业建造方向

《土木工程施工技术课程设计》任务书与指导书

指导教师：

周继忠、郑莲琼

福建工程学院

土木工程学院施工教研室

2013年6月

1土木工程施工技术课程设计任务书

1.1土木工程施工技术课程设计内容

本次土木工程施工技术课程设计内容为“盛丰大厦高大模板工程专项施工方案设计”。

盛丰大厦

工程基本情况：

盛丰大厦工程，位于福州市福新东路原福建盛丰物流有限公司场区内，主体框架结构D～F轴交1～6轴区域地下室顶板标高为-1.000m；二层结构平面中空部分周边均设计有框架柱，框架柱在标高4.750m处设置框架梁，E轴线梁与板相连，其它轴线梁没有板，只设计有腰线；三层结构平面图如附图1所示。

要求进行D～E轴交1～6轴之间三层结构层范围的高大模板工程安全施工专项方案设计。

柱断面尺寸及梁跨度尺寸见CAD图示，梁断面尺寸、板厚、板面标高见附表，施工时间大约在7-8月份，混凝土设计等级为C35。

设计内容要求：

（1）工程概况：

结构类型、结构构件断面尺寸、梁跨度、支撑高度等；

（2）编制依据：

相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及图纸（国标图集）、施工组织设计等。

（3）施工部署：

模板材料选型、支撑系统选型、技术参数、模板构造图，支撑平面布置图；材料与设备计划。

（4）施工方法：

包括施工工艺流程、模板施工方法、钢筋或预应力钢筋与模板交叉作业方案、混凝土施工方案、检查验收等。

（5）施工安全保证措施：

组织保障、技术措施、应急预案、监测监控等。

（6）劳动力计划：

专职安全生产管理人员、特种作业人员等。

（7）计算书及相关图纸。

1.2参考资料

1）建筑施工组织设计规范（GB/T50502-2009）

2）危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质[2009]87号）

3）建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008，北京：

中国建筑工业出版社，2008

4）建筑结构荷载规范GB50009-2012；

5）钢结构设计规范GB50017-2003北京：

中国建筑工业出版社；

6）混凝土结构工程施工规范GB50666-2011

7）建筑施工安全检查标准JGJ59-2011

8）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011，北京：

中国建筑工业出版社，2011年

9）建筑施工手册.第四版，北京：

中国建筑工业出版社，2003

10）高危专项工程施工方案的设计方法与计算原理.卓新著，浙江大学出版社，2009.01

11）建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算.刘群，主编，中国物价出版社2004年

12）建筑施工计算手册.江正荣著中国建筑工业出版社；

1.3时间安排

本次土木工程施工技术课程设计时间为1.5周。

1.4土木工程施工课程设计成绩评定

课程设计总成绩是由设计成绩、平时成绩组成。

1）设计成绩占总成绩：

90%

2）出勤成绩评定：

10%。

注：

（1）凡互相抄袭者一旦发现均按不及格论处；

（2）凡不按规定时间交设计成果者，拖延一天扣10%成绩；超过2天提交设计成果者一律按不及格论处。

1.5考勤

每天考勤由指导老师负责。

2土木工程施工技术课程设计指导书

2.1设计内容：

分别对柱、梁、板等构件进行模板选型、选材、配板，并做荷载计算、结构计算、绘制模板及其支撑构造图、绘制支撑平面布置图；编制模板安装与拆除方法。

2.2原则

实用性、安全性、经济性。

设计计算方法参考教材模板设计部分及施工手册模板设计示例计算方法和实际工程案例。

2.3设计步骤：

2.3.1确定模板构造

（1）主要材料：

1830×915×18mm覆面木胶合板；厚度≥25mm的松木板；木楞规格为50mm×100mm、100mm×100mm，长度2~3m；Ф48×3.5mm钢管及扣件；系列对拉螺栓；锁紧扣等。

（2）技术参数：

胶合板：

抗弯强度：

fm=24MPa；抗剪强度：

fv=1.4MPa；弹性模量：

E=6000MPa；

松木：

抗弯强度：

fm=13MPa；；抗剪强度：

fv=1.3MPa；抗压强度：

fc=10MPa；弹性模量：

E=8000MPa；重力密度：

5kN/m3；

钢管：

见表1

对拉螺栓：

见表2

钢管截面特征表1

类型

A（cm2）

重容（N/m）

Ix（cm4）

Wx（cm3）

回转半径I

（mm）

Φ48.3×3.6

5.06

39.7

12.71

5.26

15.9

Φ48×3.5

4.89

38.4

12.19

5.08

15.8

Φ48×3.2

4.50

35.5

11.36

4.732

15.9

Φ48×3.0

4.24

33.3

10.78

4.49

15.9

对拉螺栓规格和性能表2

规格

净面积（mm2）

容许拉力（kN）

M12

75

12.9

M14

105

17.8

M16

144

24.5

M18

174

29.6

M20

225

38.2

M22

282

47.9

2.3.2确定荷载及计算简图

（1）荷载标准值

1）模板自重标准值（G1k）：

模板及支架自重的标准值应根据模板施工图确定。

有梁楼板及无梁楼板的模板及支架自重的标准值，可按表3采用。

模板及支架的自重标准值（kN/m2）表3

项目名称

木模板

定型组合钢模板

无梁板的模板及小楞

0.30

0.50

有梁楼板模板（包含梁的模板）

0.50

0.75

楼板模板及支架

0.75

1.10

2）新浇砼自重标准值（G2k）：

新浇混凝土自重的标准值宜根据混凝土实际重力密度c确定，对普通砼可取24kN/m3，轻骨料砼可取23kN/m3，密实性砼可取25kN/m3；

3）钢筋自重标准值（G3k）：

钢筋自重的标准值应根据施工图确定。

一般梁板结构，楼板的钢筋自重可取1.1kN/m3，框架梁的钢筋自重可取1.5kN/m3；

4）新浇筑砼对模板侧面的压力标准值（G4k）——采用内部振捣器且浇筑速度不大于10m/h时，可按以下两式计算，并取其较小值：

（1）

（2）

当浇筑速度大于10m/h，或混凝土坍落度大于180mm时，侧压力的标准值可按式

（2）计算。

式中，F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力标准值（kN/m2）；

——混凝土的重力密度（kN/m2）；

t0——新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。

当缺乏试验资料时，可采用t0=200/（T+15）计算（T为混凝土的温度，oC）；

——混凝土坍落度影响修正系数：

当坍落度大于50mm且不大于90mm时，取0.85；坍落度大于90mm且不大于130mm时，取0.9；坍落度大于130mm且不大于180mm时，取1.0。

V——混凝土的浇筑速度（m/h）；

H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑顶面的总高度（m）。

5）施工人员及设备荷载标准值（Q1k）：

施工人员及施工设备产生的荷载标准值，可按实际情况计算，且不应小于2.5kN/m2。

6）混凝土下料产生的水平荷载标准值（Q2k）：

混凝土下料产生的水平荷载对垂直面模板产生的水平荷载标准值，当采用溜槽、串桶、导管或泵管下料时可取2.0kN/m2，采用吊车配备斗容器下料或小车直接倾倒时可取4.0kN/m2。

其作用范围可取为新浇混凝土侧压力的有效压头高度h之内。

7）泵送混凝土或不均匀堆载等因素产生的附加水平荷载标准值（Q3k）：

泵送混凝土或不均匀堆载等因素产生的附加水平荷载的标准值，可取计算工况下竖向永久荷载标准值的2%，并应作用在模板支架上端水平方向。

8）风荷载标准值（Q4k）：

风荷载的标准值，可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定确定，此时基本风压可按10年一遇的风压取值，但基本风压不应小于0.2kN/m2。

除上述荷载外，当水平模板支撑结构的上部继续浇筑砼时，还应考虑上部传递下来的荷载。

（2）荷载组合

模板及其支撑承载力计算的各项荷载组合按表5确定。

表5参与模板及支架承载力计算的各项荷载

计算项目

荷载效应组合

计算承载能力

验算挠度

模板

底模板承载力

G1k+G2k+G3k+Q1k

G1k+G2k+G3k

侧模板承载力

G4k+Q2k

G4k

支架

支架水平杆及节点承载力

G1k+G2k+G3k+Q1k

G1k+G2k+G3k

支撑立杆与地基承载力

支撑立杆的竖向变形

G1k+G2k+G3k+Q1k+Q4k

支架结构整体稳定

G1k+G2k+G3k+Q1k+Q3k

G1k+G2k+G3k+Q1k+Q4k

注：

表中的“+”仅表示各项荷载参与组合，而不是袋鼠相加；计算承载能力应采用荷载设计值；验算挠度应采用荷载标准值。

2.3.3模板支撑体系设计计算

（1）模板及其支架结构或构件的设计应符合下列要求：

1）模板及其支架结构或构件的设计应采用以分项系数表达的极限状态设计方法；

2）模板及其支撑结构分析中所采用的计算假定和分析模型，应有理论依据或试验依据，或经工程验证可行；

3）模板及其支撑应根据施工过程中各种受力工况进行结构分析，并确定其最不利的作用效应组合；

4）承载力计算应采用荷载基本组合；变形验算可仅采用永久荷载标准值。

（2）超高大跨混凝土结构模板及支撑结构构件应按实际工程在施工过程中可能出现的最不利荷载进行组合状况进行承载能力极限状态计算，承载力计算应符合下式要求：

（2.3.3-1）

式中

──结构重要性系数，其值按1.0采用；

S──作用在模板及支架上荷载效应组合的设计值；

R──模板及支撑结构构件承载力设计值，应按国家现行有关标准计算。

——承载力设计值调整系数，应根据模板及支架重复使用情况取用，不应小于1.0。

（3）模板及支撑构件的荷载基本组合效应设计值按下式计算：

（2.3.3-2）

式中S——结构作用效应组合的设计值；

——第i个永久荷载标准值产生的效应值；

——第j个可变荷载标准值产生的效应值；

——模板及支架的类型系数，对侧面模板，取0.9；对底面模板及支架，取1.0；

——第j个可变荷载的组合系数，宜取

≥0.9；

（4）挠度要求

模板及支架的变形限值应根据结构工程要求确定，并宜符合下列规定：

1）模板面板及大小楞：

对结构表面外露的模板，取模板构件计算跨度的1/400；对结构表面隐蔽的模板，取模板构件计算跨度的1/250。

2）支架的压缩变形值或弹性扰度，为相应结构计算跨度的1/1000；

3）当梁板跨度≥4m时，模板应按设计要求起拱；起拱高度宜为全长跨度的1/1000～3/1000。

（5）其他

为防止模板及其支撑在风荷载作用下倾倒，应从构造上采取有效措施，如在相互垂直的两个方向加水平及斜拉杆、缆风绳、地锚等，当验算模板及支架在自重和风荷载作用下的抗倾覆稳定性时，应符合有关的专门规定。

1）荷载计算应不漏项，并开列出可能出现的最大荷载和最不利的荷载组合；

2）计算简图应符合实际形成的受力状态，并考虑可能出现的最不利的工作状态以及会引发事故的初始状态；

3）全面深入查找在结构、构造、节点以及其他方面可能存在的薄弱环节和部位，通过计算给予是否安全的确认，需要时予以加强设计。

对于过去已有计算保证或安全使用经验和定型产品的部分，在研究并确认其自身状况、使用条件和使用要求无不利变化后，才能不进行计算。

否则应进行复合验算。

2.3.4强度、刚度验算

（1）受弯构件：

1）抗弯强度验算：

σ＝M/W≤fm；

2）抗剪强度验算：

τ＝3V/2bh≤fv（矩形截面）或V/2d2≤fv（钢管截面）；

3）挠度变形验算：

f≤［f］

其中：

M—构件截面最大弯矩；

W—构件截面抵抗矩W=bh2/6（矩形截面）或4.49cm3（φ48×3.0钢管）；

fm—材料抗弯强度；V—构件截面最大剪力；

［f］—构件容许变形值：

结构表面外露的模板为构件计算跨度1/400，结构表面隐蔽的模板为构件计算跨度1/250。

（2）受压、拉构件：

1）抗压、拉强度验算：

Nc（Nt）/A≤fc（ft）；

2）受压构件稳定性验算：

N/φA≤fc；

3）挠度变形验算：

f≤［f］

其中：

Nc、（Nt）—作用于构件上的压、拉力；

A—构件截面面积；

fc（ft）—材料抗压、拉强度；

φ—受压构件稳定系数，应根据长细比λ查《规范》P51附录C，λ—长细比λ=l0/i；l0—计算长度；

［f］—构件容许变形值取1/1000计算跨度。

注意：

构件刚度验算应采用荷载标准值且均不考虑活荷载。

2.4设计计算提示及要求

（1）模板结构构件中的面板（木、钢、胶合板）、大小楞等，均属于受弯构件，可按简支梁或连续梁计算。

当模板构件的跨度超过三跨时，可按三跨连续梁计算。

（2）计算公式查有关手册或书籍、正确选用。

（3）必须绘制计算简图，并标示相关数值。

（4）梁模板设计时，对底模和侧模进行抗弯强度、抗剪强度和挠度验算，对大小楞进行抗弯强度和挠度验算，支撑进行强度和稳定性验算。

（小楞按简支梁计算，在计算挠度时，梁作用在小楞上的荷载可化作为一个集中荷载计算；大楞按连续梁计算，承受小楞传来的集中荷载，可简化成均布荷载计算。

）

（5）柱模板设计时，主要是对柱箍进行强度和挠度验算（按拉弯构件进行计算）；若采用对拉螺栓，对拉螺栓应进行拉力和应力计算。

（6）楼板模板设计时，对面板和大小楞进行抗弯强度和挠度验算，支撑进行强度和稳定性验算。

附图2

1

2

1/2

3

4

2/4

5

6

D

E

F

D

E

F

超高大模板支撑区域